数字电路论文范文

导语：如何才能写好一篇数字电路论文，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：数字电路教学方法教学目标教学要求

“数字电子技术”是高职高专电类专业的一门专业基础课程,是一门理论性和实践性都较强的课程。它的任务是通过学习数字电路的基本概念、基本原理和基本技能使学生在数字电路方面具有一定的理论水平和实践技能,它是《微机原理与应用》、《单片机原理与应用》和《PLC原理与应用》等主要专业课程必不可少的基础知识。该课程对于学好后继专业课程以及提高学生的工程实践能力都有着极其重要的作用。

1立足于教学目标，展开教学

1.1知识目标

熟悉布尔代数的基本定律，掌握卡诺图与公式化简法；掌握数字电路中常用的基本单元电路和典型电路构成、原理与应用；掌握常用的中小规模集成电路功能。

1.2能力目标

具有查阅集成电路器件手册，合理选用集成电路器件的能力。对集成芯片，重点分析电路的外特性和逻辑功，以一些典型集成电路为例介绍如何查阅集成电路手册、资料等，使学生学会在实际应用中正确选择和使用集成芯片。

具有识读和分析一般典型应用电路的能力。增强电路分析的内容，弱化电路设计。传统数字电路教学往往注重电路设计内容的教学，好像只有电路设计的能力，才能代表水平，而电路分析代表技能，是低技术的。不过技能却正符合了高职高专的教学目标，所以在教学过程中，应注重电路分析方法的教学，让学生学会分析较复杂电路，能修改已有电路服务于自己的设计目标。

具有逻辑分析问题与解决问题的方法。随着数字技术的广泛普及,数字化社会已经到来,大规模、超大规模数字集成电路以其低功耗、高速度等特点,应用越来越广泛。因此如何在有限的时间内使学生扎实掌握数字电路基础知识理论和基本操作技能,培养分析问题、解决问题的能力,是教师在教学过程中需要认真思考的问题。并使学生在传统的数字电路逻辑分析、逻辑设计思维训练的基础上进一步建立起现代数字电路的应用与设计思想，掌握现代电子技术的新技术和新器件，在专业学习中适应当代硬件技术与信息技术的发展，为走向实际工作岗位打下坚实的基础，为拓宽就业市场寻求一条全新之路。

1.3思想教育目标

（1）树立热爱科学、实事求是的学风和创新精神、创新意识。（2）具有一定的自学能力和获取新知识、新技术的基本素质。（3）提高逻辑思维能力、养成认真细致的工作作风。

总之，专科教学不同于本科教学,专科教学注重于学生能力和综合素质的培养，教学过程中突出培养学生应用知识,分析解决实际问题的能力,以学生为主体,以教师为主导,以教学为主线，树立能力培养目标为重中之重的思想。

2选择合适的教材，以教学要求分层、考核形式分类的方式评价教学

2.1教材的选择

目前我校选择的教材充分体现了高职高专教育的特点，以应用为宗旨，强调理论与实践相结合。编写原则遵循由浅入深，通俗易懂，便于自学，力争做到“讲，学，做”统一协调，重点和难点采取阐述与比喻相结合，例题与习题相结合，实例与实验相结合，针对数字电路课程实践性强的特点，增加了与教材相应的实践环节教学内容。

针对数字电路教学过程中存在教学内容与学时数的矛盾，根据国家教委课程指导委员会的提议:EDA技术是电子技术类课程教学改革的重要方向。我校及时修订课程大纲、调整教学内容。把EDA技术和PLD器件纳入教学计划。将教学内容分为数字逻辑基础、组合逻辑电路、时序逻辑电路、可编程逻辑器件和脉冲信号的产生与整形五大模块。

2.2教学要求分层

教学要求分为五个层次A．知道、了解。学生对教学内容有感性的、初步的认识或只要能识别它B．领会、理解。学生对概念、规律、基本操作等有理性的认识，即能自述、解释和举例说明，并在教师的指导下能顺利地完成基本操作C．掌握、运用。学生在理解教学内容后，通过练习，形成技能；运用概念、方法、规则进行常规运算求解、论述和简单运用、自主操作等D．熟练掌握、灵活运用。学生能综合运用某个知识解决问题，综合运用某项技能进行熟练操作或小规模技术设计等，从而形成某种能力E．思想素质的提高。如态度、意识、精神、毅力等的培养。

同时，采取了以创新能力的培养为核心的“四位一体”教学法,即旨在通过学生自学、讨论、答辩、考查四个阶段,培养学生的自学能力以及分析问题和解决问题的能力,彻底解决传统教法中“满堂灌”的现象。

2.3考核形式分类

考核形式分为五种：笔试：传统的拟卷考试；操作：通过学生动手操作来考核；答辩：教师出题或学生自拟题，经一段时间的实践，学生以报告形式完成答卷并根据需要答辩；社会化考核：参加由国家有权部门认定的考试考核机构或组织进行的考试考核；社会评判：由社会评定结果如实习鉴定等。

通过多种考核形式达到综合评价学生的效果。

3采取传统和现代化教学手段结合方式，运用实例灵活教学

3.1传统和现代化教学手段相结合

教学课件是教材内容的提升和精炼,是将教材中的概念、定律及应用内容转化为形象逼真的映像展示给学生。多媒体教学进入课堂是对传统教学方法的改革,它是教学过程的一个有力工具,但决不能成为课堂教学的主宰,过于详细的课件使学生上课注意力不集中,一些学生觉得课程内容包含在课件中,便在课堂上不记笔记、注意力分散、交头接耳、甚至逃课。可以想象,教学中教师盯着显示器,学生盯着大屏幕,这样的教学情景很难调动教学气氛、影响教师配以肢体语言等的热情发挥,更谈不上师生间的互动。只有将多媒体教学方法和传统教学方法有机的结合起来,相互补充,并在教学实践中不断完善,才能取得完美的效果。

EDA是电子设计自动化(ElectronicDesignAutomation)的英文缩写,将EDA技术引入数字电路课程教学,可以使教师在讲述理论的同时,利用EDA技术软件进行仿真、演示,使学生消除“抽象感”,增加学习的兴趣。使课堂教学更生动、直观,使数字电路课程中一些基本理论和基本概念更加容易理解。

3.2运用实例灵活教学

数字电路的授课可以结合生活中的应用举例,如目前多媒体PC机里的显示卡、声卡是用数电中的数——模(D/A)转换实现图像显示和声音播放的;制造业中的数控机床,交通信号灯的转向时间显示,家电产品中的CD、VCD、DVD等也都应用了数电技术。通过这些实例的介绍,可以使学生真正了解数字电路课程的重要性,从而能更加主动的去掌握所学知识。

培养创新型人才,就要实施创新教育,重视实验教学,改变以教师为主导的教育模式,充分发挥实验教学的作用,使之成为引导学生从实践来获取和应用理论知识的主要渠道,在完成验证性实验的基础上，实验大纲中安排智力竞赛抢答器和电子秒表等一系列的综合性实验，使学生在由简到繁的设计过程中了解设计工作的思路、方法，通过让学生实际制作，使学生懂得如何进行理论和实践相结合，加深对知识点的理解。

4结语

总之，我们只有立足于教学目标，选择合适的教材，采取传统和现代化教学手段结合方式，运用实例灵活教学，培养学生的创新能力，才能搞好教学，才能为学生走向实际工作岗位打下坚实的基础。

参考文献：

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电子束炉按正常程序操作熔炼钽金属时，40KV高压电源突然断电，操作面板上出现报警显示：“HvTransformerBUCHHOLZ”（高压变压器瓦斯继电保护动作）。打开变压器的放气阀放气，报警消失，此时变压器能产生40kv直流电压，但高压既不能保持又不能带负载，2到3分钟后，同样的报警信号再次出现，变压器主回路电源断开，停止工作。

2故障检查

2.1变压器的外部检查

（1）检查油枕内和充油套管内油面的高度，发现油位正常，封闭处无渗漏油现象；

（2）检查变压器的响声，发现噪音稍大，但未有异常声音出现；

（3）检查变压器的绝缘套管及瓷瓶，未发现有破损裂纹及放电烧伤痕迹；

（4）检查一、二次母线，接头接触良好，不过热，外壳接地良好；

（5）检查呼吸器，气路畅通，硅胶的颜色为淡红色，吸潮未达到饱和。

2.2变压器负荷检查

（1）用钳形电流表测量变压器空载时一次绕组的三相空载电流，A相：IA=160.8A；B相:IB=55.8A；C相:IC=5.7A。

（2）故障发生时，用红外线测温仪测量变压器外壳不同区域的温度，温度为55℃左右，一分钟温升超过5℃。

2.3气相色谱分析检查

采集变压器本体油、瓦斯油、瓦斯气进行气相色谱分析检查，结果见表1。

本体油瓦斯油瓦斯气

氢11091710373350

氧211652119021345

一氧化碳21016528235

二氧化碳53011458570

甲烷309.53284.512659

乙烷38.5947.56592

乙烯535.511309.514516

乙炔380.339860.020725.0

总烃1264.019528.054492.0

表1油样气相色谱分析表

3故障现象及分析

变压器的故障一般分为电路故障和磁路故障。常见的电路故障有线圈绝缘老化、受潮，材料质量及制造工艺不良，二次系统短路引起的故障等。磁路故障常见的有硅钢片短路、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘损坏以及铁芯接地不良引起的放电等。

3.1三相电流不平衡

当变压器二次绕组开路，一次绕组施加额定频率的额定电压时，一次绕组中的电流称空载电流I0。通常I0与额定电流IN的关系可表示为：

i0％＝（I0/IN）*100＝1－3％

该变压器的额定电流为577A，空载电流I0应在5.77A到17.3A之间，而实测的一次绕组三相空载电流IA=160.8A，IB=55.8A，IC=5.7A。三相电流极大的不平衡，初步推断为变压器绕组局部发生匝间和层间短路，产生很大的短路电流。

3.2变压器油温不断升高

油温不断升高可能由以下几个方面引起：

（1）涡流使铁芯长期过热而引起硅钢片间的绝缘破坏，铁损增大，油温升高；

（2）穿芯螺丝绝缘破坏后，与硅钢片短接，有很大的电流通过，使螺丝发热，油温升高；

（3）绕组局部发生匝间和层间短路，二次线路上有大电阻短路等，也会使油温升高。

3.3瓦斯继电保护动作

瓦斯保护是变压器的主要保护，它能监视变压器内部发生的大部分故障。继电保护动作的原因有以下几个方面：

（1）滤油、加油和冷却系统不严密，致使空气进入变压器；

（2）变压器内部故障、短路，产生少量的气体；

（3）保护装置二次回路故障。

外部检查未发现变压器有异常现象，应查明瓦斯继电器中气体的性质。从表1瓦斯气体中氢、一氧化碳、甲烷等可燃气体含量剧增，说明变压器内部有故障。气体颜色为灰色和黑色，有焦油味，则说明油因过热分解或油内层发生过闪络故障。

上述分析对变压器内的潜伏性故障还不能作出正确的判断，还需要结合气相色谱法判断：

从表1中可以看出氢、烃类含量急剧增加，而一氧化碳，二氧化碳含量增加也不大，这就表明了变压器裸金属方面及固体绝缘物（木质、纸、纸板）的过热性故障不存在；甲烷，乙烷，乙烯气体有所增加，而乙炔含量很高，这表明变压器内出现过电弧放电，使油分解而产生乙烷、乙烯和乙炔，可能为绕组匝间和层间短路放电性故障导致。为更加明确故障点，需要对变压器进行吊芯检查。

4吊芯检查与维修

拆开变压器，用20吨吊车吊出变压器芯部作如下检查：

（1）用万用表依次测量一、二次绕组每个线圈对地的绝缘情况，发现一次绕组U、V相线圈与地及铁芯接通，其他线圈绝缘良好。

（2）用万用表测量硅钢片间、穿芯螺丝与铁芯间的绝缘良好，铁芯接地良好。

（3）检查保护装置二次回路，将保护开关、保护线路及整流阻容作检查，全部良好。

通过检查与分析，断定变压器故障为一次绕组U、V相线圈绝缘层损怀，匝间短路放电、油过热分解使瓦斯继电保护动作，断开变压器主回路电源。联系变压器生产厂家德国MUNK公司，定购两组线圈，各种费用总计25万元人民币。更换两组线圈后，由国内变压器生产厂家对油进行过滤、干燥处理，对变压器芯部作24小时的烘干处理。安装调试后，变压器恢复正常工作。

5结束语

通过上述分析，可以发现变压器油样气相色谱分析报告中的氢、烃类含量急剧增加，乙炔含量很高，一次绕组空载电流不平衡，油温不断升高等现象。所有这些都说明变压器内部出现了绕组匝间和层间短路的放电性故障。本文介绍的故障检查与分析方法简单、实用、成本低廉，为单位节约资金约20万元，值得同行业用户借鉴。

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关键元器件失效机理分析

电解电容和功率开关管作为电力电子电路的关键元器件,其失效概率之和高达91%[7]。因此,本文仅研究电力电子电路中由于电解电容和功率MOSFET性能退化导致电路发生故障的情况,将其他元器件视为理想器件。电解电容的失效机理分析电解电容是电力电子系统中最易发生故障的器件,随着使用时间的增加,电解液逐渐蒸发,引起电容值C减小、等效串联电阻ESR增大,最终导致电容失效。因此,可将电容值C和等效串联电阻ESR作为电解电容的故障特征参数[810]。一般,以ESR超过初始值的3倍或以电容值减少20%作为电解电容的失效判据,即：ESR/ESR>2或C/C>20%(ESR与C分别为ESR与C的变化量)。功率MOSFET的失效机理分析功率MOSFET在电力电子电路中起到开关的作用,电压应力、电流应力、热应力和开关内部非线性效应等原因将引起开关导通电阻Rds增大、阈值电压Vth增大或跨导gm减小,从而影响开关特性。本文将阈值电压（式略）

电路的故障特征参数选取

输出电压基准变化率定义为：（式略）在电路元器件参数(电容C、电感L等)及电路工作参数(输入电压Uin、负载电阻R、开关的占空比D等)均为初始值的条件下,电路的输出平均电压。Uout表示电路输入电压同为Uin时,在元器件参数退化和电路工作参数改变的情况下,电路的输出平均电压。由电路原理及的定义可知,为Uin、C、L、D、R、ESR、Vth的函数,且能够反映电路输出电压的变化。因此,本文将输出电压基准变化率作为表征电路退化情况的故障特征参数,并将>2%作为电路的故障判据。

基于BPNN的故障诊断方法

理论证明,含有一个隐层的BPNN可以逼近任意非线性函数,其结构如（图略）,图中i为输入层神经元,j为隐层神经元,k为输出层神经元。利用BPNN进行在线参数辨识的步骤为：1)离线训练。通过直接学习系统的输入输出数据,使得所要求的误差准则函数达到最小,从而辨识出隐含在系统输入输出之间的关系,离线建立BPNN。离线建立BPNN的流程。2)在线辨识。利用数据采集系统,实时采集电路的状态信号,并进行数据处理,得到电路的状态参数。以电路的状态参数作为BPNN的输入信号,待辨识参数值作为BPNN的输出信号。电路在线故障诊断根据BPNN实时辨识出元器件故障特征参数及电路的工作参数,进而得到电路故障特征参数。将元器件及电路的故障特征参数分别与规定的阈值比较,即可确定相应元器件或电路是否发生故障。

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关键词：EDA VHDL 自动化 数字电路

中图分类号：G71 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）11（c）-0033-02

数字电路EDA也是电子信息工程学院各个专业的一门必修课，它是一门实践性很强的课程，是实践教学中不可缺少的重要教学环节，EDA实验使学生了解通过软件仿真的方法可以高效的完成硬件电路设计的计算机技术，初步掌握自顶向下的设计方法、EDA设计流程等，会用原理图输入和硬件描述语言VHDL设计逻辑电路。

数字电路EDA课程是高等院校电气、电子信息类专业的一门重要的实践课程，具有理论性与实践性强的特点，优化该课程的实践教学，对提高课程教学质量至关重要，由注重传授知识向注重培养学生综合素质方向转变，随着大规模集成电路的飞速发展，电子类高新技术的开发也更加依赖于EDA技术的应用，通过实践课程，学生掌握使用EDA工具设计数字电路的方法，包括设计输入、编译、软件仿真、下载和硬件仿真等全过程。

1 优化课程的实践教学

数字电路课程引入EDA技术，不仅极大地丰富课程选题，而且同一课题出现多种实现方案，提高了学生的创新思维能力，对后续专业基础课程学习、电子设计竞赛、撰写论文等起到了启蒙和引导的作用。

2 综合运用基础知识，解决工程实际应用能力

EDA（Electronic Design Automation）是以计算机为平台，原理图输入法、硬件描述语言（VHDL）为设计语言，可编程逻辑器件为实验载体。

自顶向下的模块设计方法就是从系统的总体要求出发，自上而下地逐步将设计内容细化，最后完成系统硬件的总体设计。设计的三个层次如下。

第一层次是行为描述。实质上就是对整个系统的数学模型的描述（抽象程度高）。

第二层次是RTL方式描述，又称寄存器传输描述（数据流描述），以实现逻辑综合。

第三层次是逻辑综合，就是利用逻辑综合工具，将RTL方式描述的程序转换成用基本逻辑元件表示的文件（门级网络表）。在门电路级上再进行仿真，并检查定时关系。

完成硬件设计的两种选择，由自动布线程序将网络表转换成相应的ASIC芯片制造工艺，做出ASIC芯片。将网络表转换成FPGA编程代码，利用FPGA器件完成硬件电路设计。

3 应用实例

首先建立一个新的工程，然后建立新文件并输入如下的代码：

module sled（seg，dig，clock，rst_n，）；

input clock；

input rst_n；

output [7：0] seg；

output [3：0] dig；

reg [7：0] seg_reg；

reg [3：0] dig_reg；

reg [3：0] disp_dat；

reg [36：0] count；

always @ （posedge clock ）

begin

if（！rst_n）

count = 37'b0；

else

count = count + 1'b1；

dig_reg= 4'b0000；//

end

always @ （count[3]）

begin

disp_dat = {count[7：4]}；

end

always @ （disp_dat）

begin

case （disp_dat）

4'h0 ： seg_reg = 8'hc0；

4'h1 ： seg_reg = 8'hf9；

4'h2 ： seg_reg = 8'ha4；

4'h3 ： seg_reg = 8'hb0；

4'h4 ： seg_reg = 8'h99；

4'h5 ： seg_reg = 8'h92；

4'h6 ： seg_reg = 8'h82；

4'h7 ： seg_reg = 8'hf8；

4'h8 ： seg_reg = 8'h80；

4'h9 ： seg_reg = 8'h90；

4'ha ： seg_reg = 8'h88；

4'hb ： seg_reg = 8'h83；

4'hc ： seg_reg = 8'hc6；

4'hd ： seg_reg = 8'ha1；

4'he ： seg_reg = 8'h86；

4'hf ： seg_reg = 8'h8e；

endcase

end

assign seg=seg_reg；

assign dig=dig_reg；

endmodule

保存后，再编译，之后选Tools->Run EDA Simulation Tool->EDA RTL Simulation进行仿真。最后配置引脚，下载并运行。

4 营造良好的实践教学环境并建立科学的评价方法

基于EDA技术的数字电路实践教学主要由计算机，EDA软件开发工具，可编程芯片及实验硬件开发系统组成，该院已建有EDA 实验室，配有多台安装Quartus开发软件的PC机，为每人或者小组完成课题提供良好的实验条件。

如何评价设计成果，客观，合理的给出成绩，既能反映出真实水平又能激发学生的学习积极性和创新意识，不以最终结果正确性作为评价的唯一标准，而对设计过程的每个环节都给出量化的评分标准。

5 结语

数字电路实验中引入EDA技术，蕴含着数字系统设计的新思路、新方法，代表了现代数字系统设计的方向，EDA技术采用“自上向下”设计数字系统的方法，通过设计逻辑功能模块来实现数字系统功能，不仅大大提高了工作效率，而且提高了系统的可靠性，使设计更加灵活，学生在大二期间，就能够通过数字电路EDA实验，掌握EDA技术，对将来后续课程的学习，以及对学生提高创新能力，工程设计能力都是十分有利，数字电路EDA实验中应用EDA技术可使学生突破硬件资源，制作耗时的限制，充分发挥想象力和创造性，设计出别具特色的作品来，使课程设计的效果大大提高，应用EDA技术设计数字电路，可为实验的选题拓宽范围，增加了课程的趣味性、综合性、创造性，以不同类型，不同难度的设计任务供学生选择。

参考文献

[1] 邹虹.数字电路与逻辑设计[M].北京：人民邮电出版社，2008.

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论文关键词：EDA，实验系统，模块

 

1 引言

随着电子技术的发展及电子系统设计周期缩短的要求，EDA技术得到迅猛发展。

EDA是ElectronicDesign Automation(电子设计自动化)的缩写。EDA技术，就是以大规模可编程逻辑器件为设计载体，以硬件描述语言为系统逻辑描述的主要表达方式，以计算机、大规模可编程逻辑器件的开发软件及实验开发系统为设计开发工具，通过使用有关的开发软件，自动完成电子系统设计的逻辑编译、逻辑化简、逻辑分割、逻辑综合及优化、逻辑布局布线、逻辑仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、逻辑映射、编程下载等工作，最终形成集成电子系统或专用集成芯片的一门新技术[1]。

目前，几乎所有高校的电类专业都开设了EDA课程，为加强教学效果，通常都使用专门的EDA实验箱来辅助教学，但是实验箱采用了一体化结构，所有的电路和器件都在一块电路板上，在功能上难以根据需要进行扩展，不利于学生的创新设计，复杂系统难以实现；实验箱体积较大，不便携带；EDA 实验箱、单片机实验箱、DSP实验箱、ARM实验箱中很多功能模块的硬件电路是相同的，但不同实验箱上相同模块不能共享，存在资源浪费。由于实验箱的上述缺点，很多高校都纷纷开始设计开发自己的实验系统模块，提高实验箱的利用率，提高学生的工程创新能力[2][3]。

2 EDA实验系统开发的特点

EDA实验系统的开发具有以下特点：

（1）实验内容由单一性向综合性发展

早期开发的EDA实验系统主要是学生用来学习EDA课程、下载程序、进行仿真的工具；使用实验系统是老师用来培养学生设计数字电路的能力、帮助学生学习和掌握开发语言的手段。因此EDA实验系统仅在电子类专业的EDA课程中使用，系统所提供的实验内容仅限于简单的数字电路设计，包括计数器、编码译码器的设计、数码管的显示等。随着EDA技术的发展，电信、通信等专业纷纷引入EDA实验系统，在“通信原理”等课程的实验教学中被广泛应用于实践[4]，实验内容也从单一的基本数字电路的设计发展到集EDA技术实验、单片机实验、DSP实验等为一体的综合性的实验平台[5]。因此，EDA实验平台逐渐面向电子信息类相关专业的学生进行课程的学习，课外竞技活动，电子类设计比赛，并逐渐用于教师进行科研。

（2）系统结构从一体化向模块化发展

早起开发的EDA实验系统在结构上采用一体化的实验箱设计，所有的电路和器件都在一块电路板上[6]。这样，系统的使用虽然可以帮助学生掌握软件的应用，但也使学生对硬件电路不了解；另外，系统在功能上难以根据需要进行扩展，不利于学生进行创新设计，复杂的系统则难以实现。因此在后来的EDA实验系统的开发上，大都都采用了模块化的结构[7][8]，即FPGA、单片机等做在一块核心板上，其IO口以插针形式引出，以方便和外围电路的连接；外围电路则以模块的形式单独做在不同的电路板上，比如数码管显示模块、按键模块、LED显示模块等；根据不同的实验摘要的模块搭建自己设计的电路，从而提高学习兴趣，增强实验教学的效果；此外，模块化的设计还方便老师对学生设计的重复实现，有利于教学水平的提高杂志铺。

（3）核心芯片由单一化向丰富化发展

早期开发的EDA实验系统由于仅用于EDA课程的学习，其核心芯片大都为Altera公司的FPGA等可编程逻辑器件，开发语言环境主要为界面友好、操作简便的Maxplus Ⅱ和Quartus Ⅱ。随着EDA技术向不同学科不同专业的渗透，核心芯片逐渐发展为FPGA、单片机和DSP器件的综合使用，开发语言也逐渐开始使用C语言或汇编语言等。这样，实验系统能提供的实验内容和规模均有所增加，除了基本的数字电路设计实验模块以外，还可以增设调制解调模块、帧同步模块、信号波形产生模块等，扩大了实验系统的使用率，使实验设备向大型化、先进化发展。

（4）使学生的学习由被动向主动发展

电子技术的发展日新月异，早期的实验平台由于其电路设计的封闭性，实验内容只停留在验证实验上，很难加入自己设计的外围电路。而模块化数字电路开放实验平台由于其接口电路的开放性，有能力的学生可以自行设计外围电路达到提高的目的，对于成功的设计还可以加到以后的实验教学中，成为具有自主知识产权的模块。

另外，由于整合了单片机、DSP等芯片的功能模块，实验内容得到很大扩展，学生在实验过程中可以拓宽知识面，主动去学习了解实验所需要的知识，学习的主动性得到很大的提高，并且，由于实验由简单的验证实验向综合的大型设计过渡，学生在实验过程中更容易理解数字电路设计中硬件的概念以及工程的概念。

学生在设计实验时，可能会用到一些实验系统没有开发出的模块，这时，学生需要自己设计该电路模块的电路图以及制作PCB板，直至实际制作出该功能模块。这样，学生除了掌握编程、还需要去学习怎样设计并制作电路板、学习该模块与核心板的接口电路设计等相关知识，因此，在实验过程中，学生的积极性和主动性得到提高。同时，由于实验的规模逐渐增加，同学之间需要团结合作才能共同完成一个实验，因此也锻炼了同学之间的团结合作精神。

3 结论

一个好的EDA实验平台，能培养学生开拓创新精神和团结协作精神、很强的实践操作能力、工程设计能力、综合应用能力、科学研究能力以及独立分析问题和解决问题的能力。我国高校现阶段所研制开发的EDA综合实验平台，能有效整合和优化多个电子类实验课程的功能，为单片机和 EDA技术等课程提供了综合实验平台，为高校培养创新性人才提供良好的实验条件和氛围。随着电子技术的发展以及EDA技术的不断深入发展，EDA实验平台的开发也将会日益完善：大规模可编程器件将被使用；实验系统将向体积小、功耗小的便携式嵌入式系统发展。

参考文献：

[1]廖超平,等著.EDA技术与VHDL实用教程[M]. 北京: 高等教育出版社, 2007:1

[2]刘延飞,等著.开发EDA综合实验平台，提高学生工程创新能力[J]. 实验室研究与探索, 2009,26(8):63-64.

[3]范胜利.一种基于模块的EDA教学实验系统[J]. 读与写杂志, 2009,6(11):102

[4]韩伟忠著.EDA,DSP技术与通信实验装置的总体设计[J]. 金陵职业大学学报, 2002,17(1),52-54

[5]孙旭,等著.单片机、DSP、EDA的综合实验系统的设计[J]. 实验科学与技术, 2008, 6(6): 55-57

[6]雷雪梅,等著.EDA教学实验箱的设计[J]. 内蒙古大学学报(自然科学版), 2004, 35(3): 344-347

[6]刘建成,等著.EDA实验系统的设计与实现[J]. 实验室研究与探索, 2009, 28(1): 86-88

[6]史晓东,等著.数字系统EDA实验平台的应用及发展[J]. 实验室研究与探索, 2005, 24: 78-81

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关键词：MAX＋plusⅡ；数字电子技术；课堂教学

中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2007)17-31462-01

Using MAX+plusⅡ Software to Enhance the Teaching Efficiency of Digital Electronic Technology

Hong Hai-li

(Academy of Equipment Command & TechnologyDepartment of Photoelectricity Equipment,Beijing 101416,China)

Abstract:Along with the higher education reform further deepening, many curricula theoretical teaching hours are compressed. How to help the student to grasp the knowledge in the limited hours is a new question which each teacher faces. This paper has introduced the using of MAX+plusⅡ software in the classroom teaching of digital electronic technology course mainly, and how to help students using its convenient, powerful simulation function to understand the key points and the difficulties in the course. This aim is for enhancing the efficiency of classroom teaching.

Key words:MAX+plusⅡ; Digital Electronic Technology; classroom teaching

1 引言

数字电子技术课程是电子信息、自动化控制和计算机等专业学生的一门具有很强的工程性和实践性的专业基础课。该课程以数字电子技术的基本概念、基本理论、基本分析方法和设计方法为主要教学内容，教学中结合数字电路具有高集成度、产品种类丰富、设计灵活、应用广泛的特点，突出数字逻辑电路的分析、设计及运用，培养学生分析、解决问题以及探索、创新的能力。数字电子技术是当前迅速发展的学科之一，在这一领域内知识更新的速度远远高于整个科技领域发展的平均速度。数字电子技术课程在教学内容、教学方法以及实验手段方面必须不断更新，使学生在有限的学习时间内，更好更快地掌握所学内容，提高分析和设计数字电路的能力。

2 MAX＋plusⅡ软件简介

MAX＋plusⅡ（Multiple Array and Programming Logic User System）软件是美国Altera公司推出的一种EDA（Electronic Design Automation）工具，主要用于可编程逻辑器件（PLD）的设计与开发。它可以在Altera的网站上免费下载。该软件可运行在Unix, WindowsNT、Window95/98 、Windows2000、WindowsXP等几乎所有目前流行的操作系统下。用户可以在其友好的界面下简便快捷地设计各种数字电路。它支持原理图输入、硬件描述语言输入和波形输入，具有丰富的库单元供设计者调用，其中包含74系列的全部器件，非常方便数字电子技术初学者进行数字电路的原理图设计。MAX＋plusⅡ还具有强大的仿真与分析功能，可以方便的对所设计电路进行逻辑功能仿真和时序分析。在波形仿真文件中加载不同的输入波形，可以观察到电路中各点的输出波形。配合下载线和PLD开发板，还可将所设计的电路下载到PLD开发板上进行实际测试和验证。

MAX＋plusⅡ是一个易学易用的软件，其中重要的原因是它能够提供快捷、及时、完全和细致的帮助信息。最直接的帮助来自于它的Help菜单，其工具栏中的快速帮助按钮使用起来更是方便快捷。利用它可以迅速的找到所选器件的功能表和使用方法。

使用MAX＋plusⅡ软件进行数字电路设计主要有4个阶段，即设计输入、编译、仿真和下载。设计输入就是利用MAX＋plusⅡ软件的图形编辑器或文本编辑器将所设计的电路输入到计算器中，编译是由MAX＋plusⅡ软件的编译器(Compiler）完成，主要是对设计输人文件进行逻辑化简、综合、优化和适配，最后生成编程用的编程文件；同时它还可以检查出设计时的一些错误（如：输出短路等）。只有当编译通过后，才能进行电路仿真。仿真是利用它的仿真器（Simulator）来检验电路的逻辑功能是否正确，还可以检验组合逻辑电路的竞争冒险现象以及检查时序逻辑电路的时序、延时等。下载即是利用编程器（Programmer）将设计的电路下载到实际可编程器件中。对于数字电子技术的初学者而言，只要掌握前3个阶段的用法就行了。下载阶段需要用到下载线和开发板。前3个阶段只需要1台计算机和MAX＋plusⅡ软件就够了。

3利用MAX＋plusⅡ软件，提高课堂教学效率

当前教学改革的一大特点是压缩学时，我们学校的数字电子技术课，从70学时压缩到50时学时。虽然利用先进的多媒体教学手段，教师可以在课前制作好CAI课件，大大节省了在课堂上板书和画图的时间。但是，数字电路中器件种类繁多、应用灵活，电路的分析方法、设计方法也多种多样，如果教师只是对着电路图分析逻辑功能，有些逻辑功能和逻辑现象，学生在短时间内很难理解和掌握。例如，在时序逻辑电路一章中，任意进制计数器的构成方法就非常灵活。有置数法和置零法，置数法还有不同的置法，不同型号计数器的置零与置数的方式还有所不同。当需要多片计数器构成时，不仅片与片之间的进位方式可以不同，置数和置零的方式也可以有多种。这么多不同的方法，仅靠教师对着电路图讲解，学生很难搞明白。如果利用MAX＋plusⅡ软件的仿真功能，就可以让学生清楚地看到各种不同方法构成的计数器的状态转换过程，使电路图变成了真实的电路，非常生动和形象，可以帮助学生更好地理解和掌握任意计数器的构成方法。

我们以一个简单的用74161计数器构成五进制计数器为例，介绍如何利用MAX＋plusⅡ软件帮助学生快速理解置数法和置零法的异同，以及异步控制和同步控制的区别。74161是同步二进制计数器，它的置数端LD是同步置数，而置零端RD是异步置零。假设我们要构成的五进制计数器的状态是从000到100，状态输出取q2、q1和q0。那么，用置位法实现时，我们用100状态译码产生LD=0信号，下一个CP到来时计数器置入000。原理电路如图1所示。用置零法实现时，我们要用101状态译码产生RD=0信号，由于电路进入101状态后立即被置成000状态，所以101状态仅在极短的瞬间出现，在稳定状态中不包括101状态。原理电路如图2 所示。

分别编译两个电路，再进行波形仿真，学生从仿真波形上可以很直观地看出两个电路的工作状态变化过程的不同之处。图3是置数法的仿真波形，当计数器计到100时，产生置数信号LD=0，此时计数器并没有被置零，而是等到在下一个时钟到来后才被置零。这是同步置数的工作过程。图4是置零法的仿真波形，从图中可以清楚的看到，当计数器计到101时，产生置零信号RD=0，这时计数器被立即置零，置零信号随即消失。101状态和RD=0都是在极短的瞬间出现。101状态不能作为计数器的有效状态。这是异步置零信号的工作过程。在置零法中，置零信号持续的时间极短，这种接法的电路可靠性不高。

图1 置数法实现的五进制计数器

图2 置零法实现的五进制计数器

图3 置数法仿真波形

图4 置零法仿真波形

如果将q2、q1和q0作为一组以十进制方式显示，可以更直观地观察计数器的计数规律。图5是以十进制数来显示置零法计数输出的结果。通过这样的电路仿真，可以使学生对同步控制信号和异步控制信号的工作时序留下了深刻的印象，比空洞的理论讲解更容易让学生理解。

图5 置零法五进制计数器的输出

4 结束语

将MAX＋plusⅡ软件应用到课堂教学中，能为学生营造出具有丰富参与感和真实感的虚拟学习环境，在课堂教学过程中把具有理论指导意义的各类电路进行仿真，使学生不仅加深对电路的感性认识，而且对电路的理论知识、电路的结构以及信号在电路中的处理都产生新的认识。

利用MAX＋plusⅡ软件将教学过程中许多抽象和难理解的内容具体化、直观化，便于理解，突出了重点和难点，加大了教学信息量，提高了教学效率，有利于学生能力的提高。通过MAX＋plusⅡ软件在课堂上对电路的仿真，解决了传统教学中课堂教学与实验教学严重脱节的问题。

利用MAX＋plusⅡ软件，还可以将一些基础知识部分的练习、例题和习题在课堂上讲解，通过计算机仿真，学生不仅能观察到一些在理论学习中可能忽略的现象，还能积累许多实用的知识和经验，加深对基础知识的理解，同时也能激发学生的学习兴趣和进一步探索的欲望。

参考文献：

[1]朱正伟.EDA技术及应用[M].北京：清华大学出版社，2005.

[2]阎石. 数字电子技术基础(第4版)[M].北京：高等教育出版社，1998.

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【关键词】电类专业；数字电子技术；改革

Abstract：“Digital Electronic Technology”is a basic course for electricity speciality and is the foundations of relevant course for students to study other knowledge. This paper gives a number of course practice of teaching methods to stimulate student interest， and investigates to train students' innovative thinking， independent ability， engineering practical ability and other capacity. The above researches hope to able to exchange and share with us.

Key words：Electricity Speciality； Digital Electronic Technology； Teaching Reform

《数字电子技术》是高等院校电子信息、通信工程、计算机应用、工业自动化等电类专业的一门重要的专业基础课，是为了培养未来的电子电气、通信、自动化等专业高级人才的最重要的一门基础课[1]，随着电子技术和电子设计自动化（EDA）技术的发展，《数字电子技术》课程的教学也将顺应日新月异的电子技术的发展而改革[2]，教学中必须根据学科的特点、遵循学生的心理特征，培养学生的创造性思维能力。通过我们对我校电子信息工程、通信工程、计算机科学与技术等专业的长期教学实践，谈一谈这方面的探索和做法。

1.通俗介绍数字电子技术的最新发展和成果，激发学生的学习兴趣

在《数字电子技术》第一节课上，我们首先向学生介绍数字电子技术的最新成果，使学生了解到数字化已进入了我们的生活，告诉学生电子计算机正是基于数字电子技术的成果而迅速发展起来的，并简要介绍数字电视、智能手机等现代家用电器和通信工具的数字化进程。这种方法贯穿于整个教学活动中，极大地激发了学生的学习兴趣。

2.通过组织课堂讨论，训练学生的创造性思维能力

《数字电子技术基础》的研究方法不同于《电路分析》，初步接触数字电路，对逻辑代数的一些公式、定理不易理解，我们采用讨论的方法进行教学，发挥学生在学习中的主体作用，以训练学生的创造性思维。例如：在讲授基本逻辑关系的时候，我们向学生提出一个问题：1+1=？，学生觉得这个问题很可笑，这时我们紧接着讲：1+1=1，这是逻辑代数的加法，它反映了一种逻辑关系，即或逻辑关系，等号左边表示事件发生的条件，右边表示事件的结果。或逻辑是指影响事件的所有条件中，只要有一个条件具备，事件就会发生。我们进一步激发学生自己思考，向某一学生提问：你们宿舍有几把锁？学生答：一把。教师再问：宿舍有多少钥匙？学生答：七把。教师再问所有学生：这是一个什么逻辑问题？学生答：或逻辑问题。接下去的与逻辑和非逻辑的讨论便进入一种良好的课堂情境中。最后组织学生讨论逻辑代数中的各个公式，让学生指出那些与普通代数公式一致，那些不一致。由于教师所提问题与学生的旧知识发生了冲突，这便激发了学生强烈的求知欲，从而触及学生的精神需要。这种讨论式的教学方法缩短了教师与学生的距离，使学生易于掌握基本知识，思维敏捷，创造性能力增强。

3.加强开发性实验的教学，培养学生的独立动手能力

数字电路实验一般采用综合实验线路板，或者面包板或者综合实验箱，它们的优点是开发性强。实验中一般不给学生固定的实验步骤，只作一个大的要求。例如，我们安排的第一个实验为：逻辑笔与秒脉冲发生器电路设计，要求学生在实验前就自行设计好电路，进入实验室后首先向教师提供其实验设计方案，经教师检查同意后由实验员向其提供元器件。实验结束后对设计的电路和实验结果进行评比，并作成绩记录。此后每个实验都要如此进行。又如实验四为用MSI设计某一组合逻辑电路，教师给出学生实验室现有MSI芯片清单，鼓励学生采用不同的芯片实现同一逻辑功能，并分析各个电路的优缺点。这种方法不但巩固了学生的基础知识，又使学生熟悉了常用集成电路，为以后的应用打下坚实的基础。通过这样的训练，提高了学生的独立思维能力和动手能力。

4.加强工程实训锻炼，培养学生工程实践能力

这一环节的教学主要针对应用电子技术或者电子信息工程专业的学生。我们在学生中成立了学习兴趣小组，建立工程训练开放实验室，购买了常用的电测仪器设备和各种电路开发设计所需元器件以及电路开发软件，购置PCB制版系统以及金工与电装实验设备。组织学生从制作玩具、报警器、音乐门铃、抢答器等出发，逐步学会电路系统的设计与电路板的制作。我们以参加全国大学生电子设计竞赛为目标，连续多年组织学生培训并参赛，取得了优异的成绩。

5.组织学生撰写小论文，进一步提高学生的理论水平

在学生自主开发、设计电路的基础上，积极引导成绩优秀的学生撰写这方面的小论文，提高了学生的理论水平，初步培养了学生的科研能力，为以后成材打下结实的基础。

参考文献

[1]闫石.数字电子技术基础（第五版）[M].北京：高等出版社，2008.

[2]程.数字电子技术课程教学改革的探索与实践[J].浙江树人大学学报，2002，2（3）.

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1建设电子设计培训中心，搭建电子信息活动平台

作为近年来组织与引导学生开展自主学习、科学研究与设计创新的第二课堂，大学生实践培训基地已逐渐引起国内各高校的关注，对于形成“课内外结合、全方位、立体化”的科技活动平台，提升学生工程实践能力起到了重要作用。近年来，桂林电子科技大学投资过百万创建了电子设计培训中心，该中心既是电子设计竞赛的学生培训基地，也是广西区电子设计竞赛的测评场所，更是桂林电子科技大学的电子信息科技活动平台。其建设思路定义为：以全国大学生电子设计竞赛为主线，整合电子信息类教学资源，以学生为中心，以创新思维和实践动手能力的训练为核心，以培养创新务实高素质的应用型人才为宗旨，以创新思维、基本科研技能及知识综合应用能力等多层次训练为目标的电子信息科技文化活动平台。中心根据学生科技活动特点及学科发展要求，除购置了电脑、示波器、信号发生器、稳压电源等常用仪器设备以外，还配置了EDA开发系统、DSP开发系统、单片机开发系统、德国“乐普科”自动制版系统等设备。中心网站定期公布一些题目，全校学生均可自愿参加制作，经培训中心指导教师验收合格后，即可进入中心学习。中心在时间、空间、资源、指导等方面对学生进行开放式管理，培养学生的自觉研究习惯。培训中心的主要功能包括：

1.1开展一系列分项目、分层次的讲座，包括有关电源、DDS信号源、扫频仪的原理，设计思路，高频电路，FPGA，单片机，控制理论，论文写作等专题以及电路调试中的实用方法和技巧。近三年来，电子设计培训中心在区内开出公开讲座2次，校内讲座10余次。

1.2编写《Protel设计与提高》、《FPGA实践与应用》等培训教材，面向电子设计爱好者组织经常性的培训，通过训练考核促进学生设计与制作能力的提高。同时，利用与电子行业相关企业建立的合作机制，由企业主动提供新产品、新设备，对师生开展进校集中培训，介绍行业的新知识、新理论、新技术。

1.3为有较强创新意识和实践动手能力的学生参与创新性实验项目、教师科研、毕业设计、课程设计等提供技术指导及设备支持。“小功率数控交直流电流源”、“基于FPGA的RFID实训平台”、“智能无线搜救系统”、“基于软件无线电的数字SSB无线收发机”等一批学生项目相继完成并通过测试。

1.4作为大学生电子设计竞赛广西赛区的测评基地，为整个广西赛区作品的测评提供全套设备和良好的测试环境。培训中心的管理采用教学改革项目模式，学校每年验收一次，根据中心当年的培训规模、参赛成果等划拨下一年度经费。电子信息类专业学生通过中心的活动扩大了知识面，同时学校也遴选出了一批参加区级和国家级竞赛的种子选手。

2注重兴趣培养，夯实入门基础

在学生入校之初，就宣传“先实践、后理论、再实践”的学习方式，鼓励学生及早参与竞赛培训、体验实践创新。通过获奖学生经验介绍会等形式，使新生深刻意识到:具有大赛经历的学生，会带着大赛中的许多实践问题学习理论课，迅速渡过认知阶段，加深对理论知识的理解。因此，并非要课程都学完才能参加大赛，要提前介入，介入得越早越好［4］20-22。参与培训的学生以自愿为基础，采用三人组队形式。组队时，提倡专业搭配、学科交叉，具有电路制作、软件仿真、单片机编程、机械设计等专长的学生合理分工，优劣互补。组队形式从一开始便基本固定下来，经过长期的磨合、磋商后，一旦有了赛事，小组成员之间即可默契配合、各司其职，为获取佳绩奠定了基础。对于刚接触竞赛培训的学生，组织参观演示性强的往届学生获奖作品，提高学生的参与兴趣。分别从数字电路、模拟电路、单片机、DSP及EDA等几个方面介绍基础理论知识，然后开设一些简单的单元制作项目，具体内容包括：信源电路、抢答器、计时器、放大器、传感器、滤波器等。这些单元电路既是各种通用电路的基础，又都具有趣味性和可欣赏性，可以作为独立的成果进行展示，从而激发学生学习电子信息类知识的热情和自信心，初步体验电子设计制作的基本流程，迈出实践创新的第一步。

3研究竞赛选题，推行层次化训练

全国大学生电子设计竞赛的选题范围“以电子技术（包括模拟电路和数字电路）的应用设计为主，可以涉及单片机、可编程器件及微机（微机主要作开发用）。题目尽可能考虑到教学的基本要求，并兼顾新技术的发展。”历年竞赛题目主要分为：（1）无线收/发信机；（2）数据采集、测量、传输与控制系统；（3）高、低频信号源；（4）交、直流放大器。细化到实际课程中，则涵盖模拟电子电路、数字电子电路、高频电路、传感器技术及应用、微机原理、单片机接口技术、PLD可编程技术、自动控制原理等多门课程［5-7］131-148，415-420，130-132。根据大学生电子设计竞赛的题型和内容倾向，针对需要掌握的基本知识、技术及技能，结合电子信息类应用型人才培养方案要求，开展层次化训练。

3.1分项训练对于具备一定设计制作基础的学生，根据模拟电路、数字电路和单片机电路模块分别进行分项专题训练。模拟电路部分主要训练项目为：音频功放（包括音调、功率放大）、电源（稳压、稳流）、程控放大器；数字电路部分包括：常规器件实现数字钟、方波的展宽与变窄、常规器件实现的频率计；单片机电路部分包括：单片机配合A/D转换器实现数字电压表、单片机与D/A转换器实现的波形发生器、单片机对电机的控制。

3.2综合训练融合基础层次的多个模块给出设计题目和参数要求，启发性地讲解设计要点，使学生建立起系统的概念并自主设计、制作作品。

3.3跨学科集成训练集中进行涉及自动化、机械、光学等多方面、跨学科的综合训练，包括：直流稳压源、信号发生器、无线收/发信机、信号检测与控制系统、数据采集与控制等。指导教师给出参数要求和大致参考方案，具体的设计和实施则通过学生查阅资料、教师答疑和学生自己的实践来完成［8］154-156。

3.4赛前冲刺在开赛前期，参照电子设计竞赛模式，采用模拟试题，要求学生以2-3人组队的形式，在设定的时间限度内完成资料查阅、方案选择、电路制作、程序调试、问题排查、论文写作等一系列工作，体验竞赛氛围和工作模式。同时，邀请有丰富竞赛经验的指导教师或企业工程师开设专题讲座，讲评电子制作作品，补充竞赛方法和技巧，开拓学生的知识结构，使学生的实战能力得到快速提高［9］120-123。为了能更真实地反映出学生电子设计制作的实际水平，当前在区级赛和国家级赛中，逐渐加设了全封闭式的制作类专项竞赛。由组委会提供仪器设备、电路元件、万能板等硬件设备，各参赛队只能携带参考书籍和未写入程序的单片机小系统板入场。参赛队员需自行查阅资料、设计电路方案、列出元件清单并领用元件、在万能板上布设元件、焊接电路、调试并测量数据。针对这一竞赛形式，反馈到赛前培训中，则更需要加强对学生基础知识、独立工作能力和拼搏精神的培养和锻炼。#p#分页标题#e#

4开展校级竞赛，提供练兵舞台

学科竞赛是考查学生基本理论知识和提高解决实际问题能力的重要途径，同时也是培养学生实战经验和良好心理素质，从而在电子设计竞赛中获取佳绩的重要保障。参照电子竞赛的题型设置和考核方式，结合学校电子信息类专业培养目标，定期举办多项校级竞赛。竞赛依托丰富的校企合作资源，多采用企业提供竞赛经费或器件设备的形式，在题目中引入企业生产的实际问题，使竞赛来源于实践、服务于实践。“TI杯”模拟电子设计赛、“柯蓝杯”电子设计竞赛、ARM嵌入式系统设计竞赛等各类赛事为学生提供了真刀真枪比能力的练兵平台，同时极大地丰富了校园科技文化的内容，营造出浓厚的创新实践学习氛围。在竞赛种类的安排上，贯彻“高低年级并行、基础与提高并重”的方针，注意涵盖各年级学生的需求。针对低年级学生，定期举办实验仪器操作技能大赛，鼓励学生熟练掌握仪器设备使用、数据读取及常见故障处理技能，为之后的电子设计制作训练奠定坚实的基础。

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关键词：项目驱动；习情境；工学结合

作者简介：赵俊英（1981-），女，满族，河北保定人，天津电子信息职业技术学院电子技术系，讲师。（天津　300350）

中图分类号：G712?????文献标识码：A?????文章编号：1007-0079（2012）34-0095-02

在高职高专电子、通信类教学中，“数字电路分析与实践”课程作为专业基础课，是后继专业骨干课程的基础，其教学的效果直接关系到学生对后继课程的学习兴趣及学习能力。[1]建设该课程的精品课程，是推进高职电子技术及通信类人才培养的重要手段和必要环节。

一、课程设计思路

在课程建设中，将理论和实践相融合，将学生所学知识转化为技能，将技能用于实践，注重培养学生把技能应用于实践的能力。本课程的设计思路如下：

1.以培养学生职业能力和职业素养为原则构建教学内容

本课程融“教、学、做”三者于一体，采用“项目驱动”教学方法，构建模块化、组合型、进阶式训练体系。将综合能力分解成若干项小的基本能力，选择能涵盖基本能力要素的训练项目实施基本能力训练。通过模块项目训练，建立对电子电路的整体概念，从而全面掌握电子电路的分析能力，以此提高电子电路应用能力和创新能力。

2.产品调研，选取学习情境载体，设计工作任务

该课程共设计了5个学习情境，每个学习情境都围绕着真实的实际产品展开，每个情境由若干个任务组成，每个任务都按资讯—决策—计划—实施—检查—评估六大步骤实施教学。体现了课程的教学目标与社会需求相一致，教学情境与企业工作相一致，教学内容与企业工作任务相一致。学习内容从“单个到系统”，从“典型到一般”，从“简单到复杂”。技术复杂程度和学习难度逐渐增加，学生自主完成工作的程度逐渐增加，符合学习和技能的培养规律。

3.课程总体框架

“教学相长”是我们长期以来追求的目标，课程要有可持续发展性也是我们追寻的原则，所有这一切都需要学生有学习兴趣、积极性做前提。同样的设计题目可能有不同的实现方案，使用不同的数字电路芯片，设计不同的电路参数，但最终都会实现同样的功能。这样不仅充分发挥了学生学习的积极性、主动性，同时也加深了学生对基础知识的理解，为后继的专业课程学习打好坚实基础。

二、教学内容

1.根据项目和企业需要，分析工作任务，制定课程内容

“电子电路分析与实践”课程是一门理论性、实践性、基础性和应用性都很强的学科，根据市场对人才的专业需求和征求企业对课程内容、课程目标的意见分析，通过与企业专家研讨，并结合工业与信息化部和人力资源与社会保障部无线电调试技师职业资格的取证，以电子电路分析与设计流程为主线，提炼出了典型的工作任务。

2.以项目为载体实现课程内容综合化，具有很强的针对性和适用性

教学内容选择真实产品作为学习载体，这些产品必须包含职业岗位能力培养所需的全部知识，按照学生的认知规律、职业能力培养规律和产品的选择，从简单到复杂、从单一到综合，逐步培养学生的职业能力和自主学习能力。[2]本课程设置的教学情境如图1所示。

3.实践教学贯穿于整个教学活动中

本课程的实践性教学主要分为以下几个层次：任务模块实训、情境教学实践、开放性课题、学期项目、专业实习和顶岗实习。教学内容上包括了学习基础（验证）—提高（综合、设计）—创新研究（研究、应用开发）各个阶段，体现了循序渐进的教学过程。其中，既有课内内容，也有课外内容；既有指定性实训项目，也有学生自选的实训项目。同时结合学生专业社团活动，引导和指导部分学生进行项目的研发和研究，使得实践贯穿于整个教学过程，也贯穿于学生在校学习的整个过程。具体的实践环节如下：

（1）实训课。实训课是指随课堂教学的实践课程，包括任务模块实训和情境教学实践。每个实训模块均设有项目参考程序、必须完成的内容和选做的内容，选做部分是为学有余力和感兴趣的学生设计的，这样设计的目的是对具有不同能力的学生提出不同的要求，使每个学生都能学有收获，学有所长。

（2）学期项目。学期项目是指学生每学期依据所学知识，在教师指导下，以小组团队为单位，做一相关课题，课题可以是论文，也可以是具体项目，随着学生知识的增长，项目要求和难度不断增加，最终要完成完整的电子电路。

在“数字电路分析与实践”课程开设时，学生已经具备了一定的分析能力和设计能力，同时，学期项目的实施也巩固了该课程所要求的模电、电路基础知识。教师也可以提供给学生参考项目，由学生选题，学有余力的学生可以利用VHDL编程语言在PFGA或CPLD上实现电路设计。

（3）专业实习。为了提高学生的动手能力和巩固教学成果，在无线电装接和无线电调试实习中，分别安排了电子电路的装接和模块扩展的实习内容。通过课程实习，使学生初步建立正确的设计思想，学会获取信息的方法，并培养分析问题和解决实际问题的能力。在无线电调试实习中扩展模块的题目由教师指定或学生自主选题，题目要兼顾基础性、知识性、前沿性、实用性、可操作性等。并将该部分内容纳入无线电调试中级职业资格证书的考核内容。

（4）顶岗实习。顶岗实习的主要目的是培养学生吃苦耐劳、团结协作的精神，培养学生理论结合实践的能力，进一步增强学生的学习能力、分析解决问题的能力和应用能力，为学生以后更好的走向社会奠定坚实的基础。许多校内外顶岗实习课题是关于电子产品分析与开发的，这也更加突出了该课程在整个教学中的重要地位。

三、教学方法与手段

本课程的教学模式为“教、学、做、练、鉴”立体化教学模式。教学过程中，坚持“教、学、做一体化”，教师是工作过程的主导，学生是工作过程的主体。因此，学是首要因素。以项目为载体的情境化教学设计引导学生以做中学、学中做的方式在完成典型工作任务的过程中自主地完成学习过程。

考虑高职教育本身的教育规律以及学生的学习基础，任何单一的教学方法都难以达到好的教学效果，为此，本课程以工学结合为切入点，在教学过程中采取了以工作过程为导向的学习过程，综合运用基于工作过程的项目引导教学法、任务驱动法、案例分析法、分组讨论法、角色扮演法等教学方法开展教学。各种教学方法交错使用，互相融合。

1.启发式教学法

教学中注意启发式，[3]杜绝注入式。授课时应注意与学生进行交流：学生跟着教师的思路走（循序渐进，接受知识），教师跟着学生的表情走（察言观色，掌握学生听懂、接受的程度）。启发引导以教师为导向，锻炼学生独立思考问题、解决问题的能力。这是一种较高级的学习方法，能够让学生摆脱被动式学习，启发学生自主创新的精神，这也正是教育改革所要达到的真正目的。

2.项目驱动教学法

以工作任务单和计划、实施、评价工作单为引导，通过学习完成工作所需的知识，来完成工作任务，教学任务由师生共同完成。教学地点由传统的先课堂后实验室的模式改为课堂、实验、实训室一体化模式，学习过程在仿真的工厂实训环境中进行，学生可以在学习、实验、实训中将知识转化为技能，实现与企业岗位的零过渡。

3.项目小组教学法

将学生4～5人分为一组，部分教学内容采用学生分组讨论、互相评判，以小组为单位进行课程的讲授，其他学生进行补充的教学方式。引导学生积极思考、乐于实践。在课外开放实训室，小组共同讨论、解决问题，提出方案并共同完成项目。要求学生不断学习、自我完善，构建学习型项目小组团队。

4.学生自主学习

课堂上，在保证基本教学内容完成的基础上，鼓励学生自己拟订方案、方法，自创项目，经指导教师认可后独立完成，培养学生独立的工作能力和创新意识。

5.师生互动

课堂教学、课堂讨论、课后练习、开放性课题、实验、实训教学有机结合，互为补充。对带有普遍性的难题及时设立适当的习题课予以讲解，不积累问题。并采用课堂交流（提问、讨论）、课间交流、答疑、质疑、作业、辅导学生进行电子制作、电子邮件网上交流、QQ流、电话交流等多种方式与学生交流。

四、师资队伍建设

在本课程建设中，打造一支老中青结合、理论与实践结合的教师队伍是必要的、关键的。对教师的要求要满足以下几个方面：

（1）主讲教师师德好，学术造诣高，教学能力强，教学经验丰富，教学特色鲜明。

（2）所有理论教师均同时兼任理论课程和实践课程的教学工作。

（3）课题组一半以上教师都有过企业工作经历。

（4）课题组教师均要达到本科学历，其中，研究生学历要达到50%以上。

在实际的课程建设中，师资队伍要不断完善，教师应具有紧迫感，不断更新知识，不断探索行之有效的教学方法。

五、总结

本文对高职高专“数字电路分析与实践”课程设置、教学内容、教学方法与手段以及师资队伍建设等方面进行了探讨。结合实际项目，加强实践环节，寓教于乐，提高学生的学习兴趣，是本课程改革值得探索的方向。

参考文献：

[1]曹双兰，吴翠娟.高职高专“数字电子技术”课程教学改革初探[J].中国电力教育，2011，（13）：60.

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关键词：数字电子技术；课堂教学；项目教学；

数字电子技术是我校电子专业的基础课程，在整个教学过程中，由于学生基础较差，传统的教学方法难以激发学生的学习兴趣，更别提如何提高学生的动手能力、创新能力，以及综合职业能力。在课堂教学实践中，如何培养学生的创新精神和实践能力，如何提高学生的综合职业能力呢？本人将从以下几个方面浅述自己在数字电子技术教学中的几点认识。

首先，我觉得要上好一堂课应先营造良好的课堂情境，如有趣的设问、合理的设疑等。

爱因斯坦曾说过：“兴趣是最好的老师。”富有情趣的提问会使学生对学习数字电子技术产生兴趣，并产生强烈的求知欲，从而进一步调动学生学习的积极性和自觉性。

另外在采用情境教学法时，教师应在重视学生的基础上，注意循循诱导，层层深入，灵活地创设问题情境和活动情境，激发学生积极思考。在整个授课过程中从思维层次上感受，实现由具体向抽象的提升。如《三人表决器》一节，教师可先采用情景导入，并用设疑的方式把实际任务转换为逻辑变量（真值表），接着进行情景演示，引导学生观看。笔者在整个教学设计中，是从以下几个“问题”出发，层层深入的：

问题1：视频中几名评委亮灯，选手过关？

问题2：如果评委的灯亮表示1，不亮表示0，那么3名评委实现少数服从多数的功能，真值表应为多少？

问题3：请根据真值表写出逻辑函数表达式并进行简化？

问题4：你会设计电路图，并用一些常用的元器件来实现吗？

授课时可以采用把整体性较强的内容分割成几个并列的或递进的小问题来提问的方法。如果一个问题提出来，范围太大，学生不容易回答完整，教师可以采用化整为零，各个击破的分割式提问，把一个个小问题解决了，整个问题自然也就解决了。

其次，还要在课堂教学中注重启发式引导以及设计有利于培养学生创新意识的实验教学。

在启发式引导课堂教学中：

1.加强师生间的双向交流，既要向学生多提问，又要让学生多提问。引导学生在学习过程中发现问题、提出问题，以利于开动学生思维并激发其创造性，使其能灵活应用所学专业知识提高其处理实际问题的能力。

2.创新能力的形成一定程度上依赖于对基础知识、原知识的掌握。但不可忽视的是在学生掌握基础知识的前提下，提高他们的综合运用能力更为重要。因此，设计有利于培养学生创新意识的实验教学是电子基础课程教育创新的重要环节，方法如下：

（1）加强项目内容的基础性和综合性。在教学过程中理论结合实际，采用理论实践一体化的教学方式，采用项目教学法，紧抓重点突破难点。高职生具有程度参差不齐，理论基础水平相对薄弱但喜欢理论实践一体化的教学模式的特点，面对复杂且枯燥的理论推导及复杂的实验原理，学生往往缺乏学习热情。所以，在教学过程中应使用项目教学法，将若干个问题融入某一个项目中，以便解决问题，提高学生的学习热情。

（2）重视任务内容的趣味性和实用性。瑞士著名心理学家皮亚杰曾指出：“教师不应企图将知识硬塞给学生，而应该找出能引起学生兴趣、刺激学生的材料，然后让学生自己解决问题。”教师要精心设计每一个小任务，有目的地引入或创设一定的情境，使之具有一定的趣味和实用意义，让学生产生新鲜感，从而激起他们的兴趣。

最后，要对学生整个实践进行合理的教学评价。目前新课改理念已有所更新，由原来传统的单一评价转变为多元化的评价模式，如自评、互评、教师评价相结合等。另外在教学过程中应鼓励学生的好奇心和探究，多一些鼓励，少一些批评，特别是对制作过程中学生的积极参与、发挥主观能动性以及表现出的良好个性品质应及时给予鼓励性评价。

总之，教学有法，教无定法。只要我们在教学过程中注意优化教学活动的策略，把握好活动过程中的操作环节，就能提高学生的学习兴趣，从而提高数字电子技术这门课的教学质量。同时，笔者认为创新教育要与时俱进，只有在不断的教学实践中，努力适应新形势的不断发展，大胆地尝试，不断地完善，才能培养出适应社会需要的有用人才。

参考文献：

[1]张志良.数字电子技术[M].电子工业出版社，2009.

[2]杨长亮.职业教育项目课程实施研究[J].职教通讯，2006.

[3]李俊梅，夏耀.项目教学法在电路分析与应用课程中的实践与思考[J].中国职业技术教育，2008.